CN113227676B - 用于机动车辆的可逆热管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的可逆热管理装置(1)，所述热管理装置(1)具有制冷剂流体回路，其包括：‑主回路(A)，该主回路依次包括压缩机(3)、内部冷凝器(5)、第一膨胀装置(7)和外部蒸发器/冷凝器(9)，‑第一旁通支路(B)，‑第二旁通支路(C)，‑具有至少一个热交换器(11‑13)的第三旁通支路(D)，‑用于将来自内部冷凝器(5)的制冷剂流体朝向第一膨胀装置(7)或朝向第一旁通支路(B)重新引导的装置，‑用于制冷剂流体的截止阀(23)，其布置在主回路(A)上，‑第一止回阀(24)，其布置在第二旁通支路(C)上，以阻挡来自内部冷凝器(5)的制冷剂流体，‑第二止回阀(25)，其布置在主回路(A)上，以阻挡来自蒸发器/冷凝器(9)的制冷剂流体，‑用于将来自第一膨胀装置(7)的制冷剂流体朝向第三旁通支路(D)的至少一个热交换器(11‑13)或朝向蒸发器/冷凝器(9)重新引导的装置。

Description

用于机动车辆的可逆热管理装置
技术领域
本发明涉及机动车辆领域，尤其涉及一种用于机动车辆的可逆热管理装置。
背景技术
当今的机动车辆越来越多地包括热管理装置。一般而言，在“常规”热管理装置中，制冷剂流体在空调回路中流通，并依次通过压缩机、称为冷凝器的第一热交换器、膨胀装置以及称为蒸发器的第二热交换器，第一热交换器与机动车辆外部的空气流接触以释放热量，第二热交换器与机动车辆的内部空气流接触以对其冷却。
还有更复杂的空调回路架构，其使得可以获得可逆热管理装置，即可以使用热泵操作模式的装置，在该模式下，装置能够在第一热交换器(即所谓的蒸发器-冷凝器)处从外部空气中吸收热能，并将其释放到乘客车厢中，特别是通过专用的第三热交换器。
这尤其可以使用布置在内部空气流中的专用内部冷凝器，其允许加热所述内部空气流。
热管理装置还可以包括一个或多个热交换器，其通常与蒸发器平行布置，以便例如冷却混合动力或电动车辆中的元件，比如电池。
因此，热管理装置通常包括位于每个热交换器上游的专用膨胀装置。这种架构是不合适的，因为它需要与能够充当蒸发器的热交换器一样多的膨胀装置，因此很昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的之一是克服现有技术的至少一些缺点，并提出一种改进的且成本较低的热管理装置。
因此，本发明涉及一种用于机动车辆的可逆热管理装置，所述热管理装置具有制冷剂流体在其中流通的制冷剂流体回路，并且包含：
-主回路，其依次包括压缩机、内部冷凝器、第一膨胀装置和外部蒸发器/冷凝器，
-第一旁通支路，其将布置在第一膨胀装置上游的主回路上于所述第一膨胀装置和内部冷凝器之间的第一连接点连接到布置在外部蒸发器/冷凝器上游的主回路上于所述外部蒸发器/冷凝器和第一膨胀装置之间的第二连接点，
-第二旁通支路，其将布置在外部蒸发器/冷凝器下游的主回路上于所述外部蒸发器/冷凝器和压缩机之间的第三连接点连接到布置在第一膨胀装置上游的主回路上于所述第一膨胀装置和第一连接点之间的第四连接点，
-第三旁通支路，其将布置在第一膨胀装置下游的主回路上于所述第一膨胀装置和第二连接点之间的第五连接点连接到布置在压缩机上游的主回路上于所述压缩机和第三连接点之间的第六连接点，所述第三旁通支路包括至少一个热交换器，
-用于将来自内部冷凝器的制冷剂流体朝向第一膨胀装置或朝向第一旁通支路重新引导的装置，
-用于制冷剂流体的截止阀，其布置在第三连接点和第六连接点之间的主回路上，
-第一止回阀，其布置在第二旁通支路上，以阻挡来自内部冷凝器的制冷剂流体，
-第二止回阀，其布置在第二连接点和第五连接点之间的主回路上，以阻挡来自蒸发器/冷凝器的制冷剂流体，
-用于将来自第一膨胀装置的制冷剂流体朝向第三旁通支路的至少一个热交换器或朝向蒸发器/冷凝器重新引导的装置。
根据本发明的一方面，用于重新引导来自第一膨胀装置的制冷剂流体的装置包括：
-第一截止阀，其布置在蒸发器/冷凝器上游的主回路上于第五连接点和第二止回阀之间，
-至少一个其它截止阀，其布置在至少一个热交换器上游的第三旁通支路上于第五连接点和至少一个热交换器之间。
根据本发明的另一方面，第三旁通支路包括内部蒸发器，并且可逆热管理装置包括包含冷却器的第四旁通支路，所述第四旁通支路将布置在第五连接点下游的第三旁通支路上于所述第五连接点和内部蒸发器之间的第七连接点连接到布置在第六连接点上游的第三旁通支路上于所述第六连接点和内部蒸发器之间的第八连接点，用于重新引导来自第一膨胀装置的制冷剂流体的装置配置成将流体朝向蒸发器/冷凝器或朝向内部蒸发器和/或冷却器重新引导。
根据本发明的另一方面，用于重新引导来自第一膨胀装置的制冷剂流体的装置包括：
-第二截止阀，其布置在内部蒸发器上游的第三旁通支路上于所述内部蒸发器和第七连接点之间，以及
-第三截止阀，其布置在冷却器上游的第四旁通支路上于所述冷却器和第七连接点之间。
根据本发明的另一方面，可逆热管理装置包括供暖、通风和空调装置，内部空气流设计成在该供暖、通风和空调装置内部沿乘客车厢的方向流通，内部蒸发器和内部冷凝器布置在所述供暖、通风和空调装置中，所述内部蒸发器沿内部空气流的流通方向布置在内部冷凝器的上游。
根据本发明的另一方面，供暖、通风和空调装置包括挡板，该挡板布置成阻挡内部空气流，从而使其不穿过内部冷凝器。
根据本发明的另一方面，可逆热管理装置包括内部热交换器，所述内部热交换器首先布置在第一止回阀下游的第二旁通支路上于所述第一止回阀和第四连接点之间，其次布置在压缩机上游的主回路上于所述压缩机和第六连接点之间。
根据本发明的另一方面，通过脉冲宽度调制信号来控制用于重新引导来自第一膨胀装置的制冷剂流体的装置。
根据本发明的另一方面，可逆热管理装置包括布置在至少一个热交换器下游的第三旁通支路上的第二膨胀装置。
根据本发明的另一方面，可逆热管理装置还包括：
-用于阻挡制冷剂流体的装置，其布置在至少一个热交换器下游的第三旁通支路上，
-第五旁通支路，其将布置在阻挡装置和至少一个热交换器之间的第三旁通支路上的第九连接点连接到布置在所述第一止回阀和第三连接点之间的第二连接支路上的第十连接点，所述第五旁通支路包括第三止回阀，以阻挡来自第十连接点的制冷剂流体，
-第四止回阀，其布置在第三连接点和第十连接点之间的第二旁通支路上，以阻挡来自第十连接点的制冷剂流体，
-第六旁通支路，其将布置在第十连接点和第一止回阀之间的第二旁通支路上的第十一连接点连接到布置在第二止回阀下游的主回路上于所述第二止回阀和第二连接点之间的第十二连接点，所述第六旁通支路包括第五止回阀，以阻挡来自第十二连接点的制冷剂流体，
-第三膨胀装置，其布置在第十连接点和第十一连接点之间的第二旁通支路上。
附图说明
通过阅读下面的描述并参照附图，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，下面的描述是通过非限制性的说明性示例给出的，其中：
·图1是根据第一实施例的热管理装置的示意图，
·图2至7示出了根据不同操作模式的图1的热管理装置的示意图，
·图8是根据第二实施例的热管理装置的示意图，
·图9是根据第三实施例的热管理装置的示意图，
·图10示出了根据特定操作模式的图9的热管理装置的示意图。
在各个附图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅适用于一个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合和/或互换，以便创建其他实施例。
在本说明书中，一些元件或参数可以被索引，例如第一元件或第二元件，以及第一参数和第二参数或者甚至第一标准和第二标准等。在这种情况下，这是用于区分和表示相似但不相同的元件或参数或标准的简单索引。这种索引并不意味着一个元件、参数或标准相对于另一个元件、参数或标准的任何优先权，并且在不脱离本说明书的范围的情况下，这种名称可以容易地互换。
在本说明书中，“位于上游”是指一个元件相对于流体流通的方向位于另一个元件之前。相反，“位于下游”是指一个元件相对于流体流通的方向位于另一个元件之后。
图1示出了用于机动车辆的可逆热管理装置1。该热管理装置1包括制冷剂流体在其中流通的制冷剂流体回路。在图1及下图的描绘中，制冷剂流体回路特别被分成主回路A，旁通支路B、C、D、E和F与之连接。该主回路A的选择是任意选择，用来帮助理解不同的支路和不同元件相对于彼此的位置。主回路A用实线表示，旁通支路B、C、D、E、F用虚线表示。
主回路A依次包括压缩机3、内部冷凝器5、第一膨胀装置7和外部蒸发器/冷凝器9。术语“内部”在这里是指本身旨在到达机动车辆的乘客车厢的内部空气流200旨在流过相关元件。术语“外部”是指来自机动车辆外部的外部空气流100旨在流过相关元件。
制冷剂流体特别用于以称为“热泵”模式的操作模式在压缩机3、内部冷凝器5、第一膨胀装置7和外部蒸发器/冷凝器9中流通，这将在下面的描述中更详细地解释。为了便于理解和定义术语“上游”和“下游”，制冷剂流体的该流通方向被任意考虑。
在压缩机3的上游，主回路A可以包括相分离器15。
热管理装置1还包括将第一连接点51连接到第二连接点52的第一旁通支路B。第一连接点布置在第一膨胀装置7上游的主回路A上于所述第一膨胀装置7和内部冷凝器5之间。第二连接点52布置在外部蒸发器/冷凝器9上游的主回路A上于所述外部蒸发器/冷凝器9和第一膨胀装置7之间。
热管理装置1还包括将第三连接点53连接到第四连接点54的第二旁通支路C。第三连接点53布置在外部蒸发器/冷凝器9下游的主回路A上于所述外部蒸发器/冷凝器9和压缩机3之间。第四连接点54布置在第一膨胀装置7上游的主回路A上于所述第一膨胀装置7和第一连接点51之间。
热管理装置1最终包括将第五连接点55连接到第六连接点56的第三旁通支路D。第五连接点55布置在第一膨胀装置7下游的主回路A上于所述第一膨胀装置7和第二连接点52之间。第六连接点56布置在压缩机3上游的主回路A上于所述压缩机3和第三连接点53之间。该第三旁通支路D特别具有至少一个热交换器11-13。
热管理装置1还包括用于将来自内部冷凝器5的制冷剂流体朝向第一膨胀装置7或朝向第一旁通支路B重新引导的装置。该重新引导装置允许根据所选择的操作模式来选择将来自内部冷凝器5的制冷剂流体是朝向第一膨胀装置7还是朝向第一旁通支路B重新引导。
该重新引导装置特别可以由两个截止阀21-22构成。第一截止阀21布置在第一膨胀装置7上游的主回路A上于第一连接点51和第四连接点54之间。第二截止阀22布置在第一旁通支路B上。根据截止阀21-22的打开或关闭，因此可以控制制冷剂流体的方向。
热管理装置1还包括用于控制制冷剂流体流通的各种元件，允许在不同的操作模式下操作。
因此，第二旁通支路C包括第一止回阀24，其布置成阻挡来自内部冷凝器5，即来自第四连接点54的制冷剂流体。
主回路A包括用于制冷剂流体的截止阀23，其布置在第三连接点53和第六连接点56之间。主回路A还包括第二止回阀25，其布置在第二连接点52和第五连接点55之间，以阻挡来自蒸发器/冷凝器9，即来自第二连接点52的制冷剂流体。
热管理装置1还包括用于将来自第一膨胀装置7的制冷剂流体朝向第三旁通支路D的至少一个热交换器11-13或朝向蒸发器/冷凝器9重新引导的装置。
该用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置因此允许重新引导已经通过第一膨胀装置的制冷剂流体。
该用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置可以特别包括：
-第一截止阀31，其布置在蒸发器/冷凝器9上游的主回路A上于第五连接点55和第二止回阀25之间，
-至少一个其它截止阀32-33，其布置在至少一个热交换器11-13上游的第三旁通支路D上于第五连接点55和至少一个热交换器11-13之间。
在图1所示的例子中，可逆热管理装置1包括在第三旁通支路D上的两个热交换器11-13。更准确地说，这两个热交换器11-13彼此并联连接。因此，第三旁通支路D包括内部蒸发器11和冷却器13。该冷却器13布置在将第七连接点57连接到第八连接点58的第四旁通支路E上。第七连接点布置在第五连接点55下游的第三旁通支路D上于所述第五连接点55和内部蒸发器11之间。第八连接点58布置在第六连接点56上游的第三旁通支路D上于所述第六连接点56和内部蒸发器11之间。
在该示例中，用于重新引导来自第一膨胀阀7的制冷剂流体的装置配置成将流体朝向蒸发器/冷凝器9或朝向内部蒸发器11和/或冷却器13重新引导。为此，用于重新引导来自第一热交换器7的制冷剂流体的装置可以特别包括：
-第二截止阀32，其布置在内部蒸发器11上游的第三旁通支路D上于所述内部蒸发器11和第七连接点57之间，以及
-第三截止阀33，其布置在冷却器13上游的第四旁通支路E上于所述冷却器13和第七连接点57之间。
应当注意，本发明不限于具有一个或两个热交换器11-13的示例，并且在第三旁通支路D上可以具有更多数量的热交换器11-13。用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置可以配置为控制这些热交换器11-13中的每个的制冷剂流体的分配。
更特别地，内部蒸发器11可以布置在旨在用于乘客车厢的内部空气流200中，以便冷却后者。
冷却器13例如可以是用于冷却元件(比如电动或混合动力汽车的电池)的冷却器。冷却器13也可以例如是放置在内部空气流200中的另一蒸发器，例如在多区域空气调节的情况下。
可逆热管理装置1还可以包括供暖、通风和空调装置，内部空气流200用于在该供暖、通风和空调装置内沿乘客车厢的方向流通。在该供暖、通风和空调装置内，内部蒸发器11和内部冷凝器5布置成承载内部空气流200。内部蒸发器11沿内部空气流200的流通方向更精确地布置在内部冷凝器5的上游。
供暖、通风和空调装置还可以包括挡板300，该挡板300布置成阻挡内部空气流200，从而使其不穿过内部冷凝器5。该挡板300允许可逆热管理装置1在不同操作模式下操作，如以下描述中更详细地描述。
通过脉冲宽度调制信号来控制用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置。因此，在图1的示例中，具有蒸发器/冷凝器9、蒸发器11和冷却器13，并且具有用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置，该装置包括第一截止阀31、第二截止阀32和第三截止阀33，在时刻T控制截止阀31-32-33的脉冲宽度调制信号的总和为100％，使得总是至少一个截止阀31-32-33打开。因此，在所选择的操作模式下使用的对应于向热交换器9、11或13供应制冷剂流体的截止阀31-32-33将是打开的。
图2至7示出了根据各种操作模式的可逆热管理装置1。在这些图2至7上，仅示出了有源元件。制冷剂流体的流通方向用箭头表示。
1)第一热泵模式：
图2示出了处于第一热泵操作模式的可逆热管理装置1。
在该第一热泵模式中，制冷剂流体首先通过压缩机3，其中制冷剂流体经历压力增加。制冷剂流体然后穿过内部冷凝器5，内部空气流200穿过该内部冷凝器5。为此，挡板300打开。制冷剂流体将热能传递给内部空气流200，然后进入第一膨胀装置7，其中制冷剂流体经历压力下降。制冷剂流体然后进入蒸发器/冷凝器9，其中制冷剂流体从外部空气流100中回收热能。制冷剂流体然后返回压缩机3。
在该第一热泵模式中，制冷剂流体仅在主回路A中流通。
为了允许该路径，用于重新引导来自内部冷凝器5的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向第一膨胀装置7重新引导。为此，其第一截止阀21打开，而其第二截止阀22关闭。
该用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向蒸发器/冷凝器9重新引导。为此，其第一截止阀31打开，而其第二截止阀32和第三截止阀33关闭。
截止阀23打开。
该第一热泵模式允许加热内部空气流200，从而加热机动车辆的乘客车厢。
2)第一冷却模式：
图3示出了处于第一冷却操作模式的可逆热管理装置1。
在该冷却模式中，制冷剂流体首先通过压缩机3，其中制冷剂流体经历压力增加。制冷剂流体然后通过内部冷凝器5，内部空气流200不通过内部冷凝器5。为此，挡板300关闭。制冷剂流体然后进入第一旁通支路B，并到达蒸发器/冷凝器9。制冷剂流体将热能传递至外部空气流100，然后经由第二旁通支路C进入第一膨胀装置7。在第一膨胀装置7中，制冷剂流体经历压力下降。制冷剂流体然后进入第三旁通支路D并进入蒸发器11，其中制冷剂流体从外部空气流200中回收热能。制冷剂流体然后返回压缩机3。
为了允许该路径，用于重新引导来自内部冷凝器5的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向第一旁通支路C重新引导。为此，其第一截止阀21关闭，而其第二截止阀22打开。
在该第一冷却模式中，来自第一膨胀装置7的制冷剂流体仅通过蒸发器11。用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置仅将制冷剂流体朝向蒸发器11重新引导。为此，其第一截止阀31关闭。其第二截止阀32打开，而其第三截止阀33关闭。
截止阀23关闭。
在该第一冷却模式中，可逆热管理装置1用于仅冷却内部空气流200且因此冷却乘客车厢。
3)第二冷却模式：
图4示出了处于第二冷却操作模式的可逆热管理装置1。
该第二冷却模式与第一冷却模式相同，不同之处在于，当离开第一膨胀装置7时，制冷剂流体流入第三旁通支路D并进入第四旁通支路E，以便到达冷却器13而不是蒸发器11。在冷却器13中，制冷剂流体回收热能。制冷剂流体然后返回压缩机3。
在该第二冷却模式中，来自第一膨胀装置7的制冷剂流体仅通过冷却器13。用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置仅将制冷剂流体朝向冷却器13重新引导。为此，其第一截止阀31关闭。其第二截止阀32关闭，而其第三截止阀33打开。
截止阀23关闭。
在该第二冷却模式中，可逆热管理装置1用于仅冷却与冷却器13相关的元件，例如混合动力或电动汽车的电池。
4)混合冷却模式：
图5示出了处于混合冷却操作模式的可逆热管理装置1。
这种混合冷却模式与第一和第二冷却模式相同，不同之处在于，当离开第一膨胀装置7时，制冷剂流体进入第三旁通支路D并进入第四旁通支路E，以便通过冷却器13和蒸发器11。在冷却器13和蒸发器11中，制冷剂流体回收热能。制冷剂流体然后返回压缩机3。
在该混合冷却模式中，来自第一膨胀装置7的制冷剂流体穿过冷却器13和蒸发器11。用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置将制冷剂流体同时朝向冷却器13和蒸发器11重新引导。为此，其第一截止阀31关闭。其第二截止阀32和第三截止阀33打开。
截止阀23关闭。
在这种混合冷却模式中，可逆热管理装置1用于冷却内部空气流200和与冷却器13相关的元件，例如混合动力或电动汽车的电池。
5)除湿模式：
图6a示出了处于除湿操作模式的可逆热管理装置1。
在这种除湿模式中，制冷剂流体首先通过压缩机3，其中制冷剂流体经历压力增加。制冷剂流体然后通过承载内部空气流200的内部冷凝器5。为此，挡板300打开。制冷剂流体将热能传递至内部空气流200，然后进入第一膨胀装置7，其中制冷剂流体经历压力下降。
制冷剂流体的第一部分然后通过蒸发器/冷凝器9，其中该部分从外部空气流100中回收热能。
制冷剂流体的第二部分然后进入第三旁通支路D并进入蒸发器11，其中该部分从外部空气流200中回收热能。
制冷剂流体然后返回压缩机3。
为了允许该路径，用于重新引导来自内部冷凝器5的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向第一膨胀装置7重新引导。为此，其第一截止阀21打开，而其第二截止阀22关闭。
该用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向蒸发器/冷凝器9和蒸发器11重新引导。为此，其第一截止阀31和第二截止阀32打开，而其第三截止阀33关闭。
截止阀23打开。
这种除湿模式允许加热内部空气流200，从而加热机动车辆的乘客车厢。内部空气流200的除湿是通过其在被再加热之前经历冷却来实现的。这种冷却导致内部空气流中的湿气凝结。
在这种除湿模式下，制冷剂流体在蒸发器/冷凝器9和蒸发器11中并行流通。然而，很有可能想象替代除湿模式，如图6b所示，其中蒸发器/冷凝器9和蒸发器11串联布置。
对于这种替代除湿模式，第一旁通支路B包括膨胀装置。该膨胀装置可以是专用的膨胀装置，或者它可以代替第二截止阀22并包括截止功能。
在该替代除湿模式中，离开内部冷凝器5的制冷剂流体通过第一旁通支路B。为此，第一截止阀21关闭。制冷剂流体在第一旁通支路B的膨胀装置中经历第一压力下降。
制冷剂流体然后通过蒸发器/冷凝器9，其中制冷剂流体从外部空气流100中回收热能。制冷剂流体然后通过第二旁通支路C。为此，截止阀23关闭。
制冷剂流体通过第一膨胀装置7，其中制冷剂流体经历第二压力下降。该用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向蒸发器11重新引导。为此，其第一截止阀31和第三截止阀33关闭，而其第二截止阀32打开。在蒸发器11中，制冷剂流体从外部空气流200中回收热能。制冷剂流体然后返回压缩机3。
6)热回收模式：
图7示出了处于热回收操作模式的可逆热管理装置1。
在该热回收模式中，制冷剂流体首先通过压缩机3，其中制冷剂流体经历压力增加。制冷剂流体然后通过承载内部空气流200的内部冷凝器5。为此，挡板300打开。制冷剂流体将热能传递至内部空气流200，然后进入第一膨胀装置7，其中制冷剂流体经历压力下降。制冷剂流体通过第三旁通支路D和第四旁通支路E，并进入冷却器13，其中制冷剂流体回收热能。
制冷剂流体然后返回压缩机3。
为了允许该路径，用于重新引导来自内部冷凝器5的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向第一膨胀装置7重新引导。为此，其第一截止阀21打开，而其第二截止阀22关闭。
离开第一膨胀装置7的制冷剂流体仅通过冷却器13。用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置仅将制冷剂流体朝向冷却器13重新引导。为此，其第一截止阀31关闭。其第二截止阀32关闭，而其第三截止阀33打开。
截止阀23关闭。
该热回收模式允许在与冷却器13相关的元件处回收热能，例如混合动力或电动汽车的电池，以便加热内部空气流200。
在图8所示的替代实施例中，可逆热管理装置1可以包括内部热交换器17。该内部热交换器17布置在第一止回阀24下游的第二旁通支路C的一侧于所述第一止回阀24和第四连接点54之间，并且布置在压缩机3上游的主回路A的另一侧于所述压缩机3和第六连接点56之间。该内部热交换器17因此允许离开蒸发器/冷凝器9的制冷剂流体和离开至少一个热交换器11-13的制冷剂流体之间的热交换。这种热交换特别允许在某些操作模式下提高可逆热管理装置1的性能系数。
如图8所示，可逆热管理装置1还可以包括布置在至少一个热交换器11-13下游的第三旁通支路D上的第二膨胀装置30。该第二膨胀装置30(例如具有截止功能的管状孔)允许离开热交换器11-13的制冷剂流体在其返回到主回路A之前降低压力。该第二膨胀装置30可以特别地布置在第八连接点58和第六连接点56之间。在离开蒸发器/冷凝器9的制冷剂流体的压力不同于离开至少一个热交换器11-13(更准确地说是在除湿模式下的蒸发器11)的制冷剂流体的压力的情况下，该第二膨胀装置30对于重新平衡制冷剂流体的压力特别有用。
根据图9所示的另一实施例，可逆热管理装置1还可以包括用于阻挡制冷剂流体的装置29，其布置在至少一个热交换器11-13下游的第三旁通支路D上。该阻挡装置29例如可以是第二膨胀装置30(如果后者包括截止功能)，或者它可以简单地是专用的截止阀。
在另一实施例中，可逆热管理装置1还包括将第九连接点59连接到第十连接点60的第五旁通支路F。第九连接点59布置在阻挡装置29和至少一个热交换器11-13之间的第三旁通支路D上。第十连接点60布置在所述第一止回阀24和第三连接点53之间的第二连接支路C上。该第五旁通支路F还包括第三止回阀26，其布置成阻挡来自第十连接点60的制冷剂流体。
可逆热管理装置1还包括第四止回阀27，其布置在第三连接点53和第十连接点60之间的第二旁通支路C上。该第四止回阀27定位成阻挡来自第十连接点60的制冷剂流体。
此外，热管理装置1包括将第十一连接点61连接到第十二连接点62的第六旁通支路G。第十一连接点61布置在第二旁通支路C上于第十连接点60和第一止回阀24之间。第十二连接点62布置在第二止回阀25下游的主回路A上于所述第二止回阀25和第二连接点52之间。该第六旁通支路G还包括第五止回阀28，其定位成阻挡来自第十二连接点62的制冷剂流体。
可逆热管理装置1最终包括第三膨胀装置19，其布置在第十连接点60和第十一连接点61之间的第二旁通支路C上。
该另一实施例允许热管理装置1在第二热泵模式下操作，如图10所示，其中蒸发器11和蒸发器/冷凝器9串联运行。
在该第二热泵模式中，制冷剂流体首先通过压缩机3，其中制冷剂流体经历压力增加。制冷剂流体然后通过承载内部空气流200的内部冷凝器5。为此，挡板300打开。制冷剂流体将热能传递至内部空气流200，然后进入第一膨胀装置7，其中制冷剂流体经历第一压力下降。制冷剂流体然后进入第三旁通支路D并进入蒸发器11，其中制冷剂流体从外部空气流200中回收热能。制冷剂流体然后到达第二旁通支路C上的第二膨胀装置19，穿过第五旁通支路F。在第二膨胀装置17处，制冷剂流体经历第二压力下降。制冷剂流体然后通过第六旁通支路G以到达并通过蒸发器/冷凝器9，其中制冷剂流体从外部空气流100中回收热能。制冷剂流体然后返回压缩机3。
为了允许该路径，用于重新引导来自内部冷凝器5的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向第一膨胀装置7重新引导。为此，其第一截止阀21打开，而其第二截止阀22关闭。
该用于重新引导来自第一膨胀装置7的制冷剂流体的装置将制冷剂流体朝向蒸发器11重新引导。为此，其第一截止阀31和第三截止阀33关闭，而其第二截止阀32打开。
截止阀23打开。
阻挡装置29关闭。
当外部温度低于零时，该第二热泵模式允许加热内部空气流200，从而加热机动车辆的乘客车厢。内部空气流200然后处于再循环模式，即供暖、通风和空调装置再循环来自乘客车厢的空气，以便产生内部空气流200。
因此，很明显，由于其架构包括第一膨胀阀7，离开的制冷剂流体由专用的重新引导装置重新分配，可逆热管理装置1需要更少的元件，特别是膨胀装置，因此成本更低。这是在允许多种基本操作模式的同时实现的。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的可逆热管理装置(1)，所述热管理装置(1)具有制冷剂流体在其中流通的制冷剂流体回路，并且包含：
-主回路(A)，其依次包括压缩机(3)、内部冷凝器(5)、第一膨胀装置(7)和外部蒸发器/冷凝器(9)，
-第一旁通支路(B)，其将布置在第一膨胀装置(7)上游的主回路(A)上于所述第一膨胀装置(7)和内部冷凝器(5)之间的第一连接点(51)连接到布置在外部蒸发器/冷凝器(9)上游的主回路(A)上于所述外部蒸发器/冷凝器(9)和第一膨胀装置(7)之间的第二连接点(52)，
-第二旁通支路(C)，其将布置在外部蒸发器/冷凝器(9)下游的主回路(A)上于所述外部蒸发器/冷凝器(9)和压缩机(3)之间的第三连接点(53)连接到布置在第一膨胀装置(7)上游的主回路(A)上于所述第一膨胀装置(7)和第一连接点(51)之间的第四连接点(54)，
-第三旁通支路(D)，其将布置在第一膨胀装置(7)下游的主回路(A)上于所述第一膨胀装置(7)和第二连接点(52)之间的第五连接点(55)连接到布置在压缩机(3)上游的主回路(A)上于所述压缩机(3)和第三连接点(53)之间的第六连接点(56)，所述第三旁通支路(D)包括至少一个热交换器，
-用于将来自内部冷凝器(5)的制冷剂流体朝向第一膨胀装置(7)或朝向第一旁通支路(B)重新引导的装置，
-用于制冷剂流体的截止阀(23)，其布置在第三连接点(53)和第六连接点(56)之间的主回路(A)上，
-第一止回阀(24)，其布置在第二旁通支路(C)上，以阻挡来自内部冷凝器(5)的制冷剂流体，
-第二止回阀(25)，其布置在第二连接点(52)和第五连接点(55)之间的主回路(A)上，以阻挡来自外部蒸发器/冷凝器(9)的制冷剂流体，
-用于将来自第一膨胀装置(7)的制冷剂流体朝向第三旁通支路(D)的至少一个热交换器或朝向外部蒸发器/冷凝器(9)重新引导的装置。
2.如权利要求1所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，用于重新引导来自第一膨胀装置(7)的制冷剂流体的装置包括：
-第一截止阀(31)，其布置在外部蒸发器/冷凝器(9)上游的主回路(A)上于第五连接点(55)和第二止回阀(25)之间，
-至少一个其它截止阀，其布置在至少一个热交换器上游的第三旁通支路(D)上于第五连接点(55)和至少一个热交换器之间。
3.如前述权利要求中任一项所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，所述第三旁通支路(D)包括内部蒸发器(11)，并且所述可逆热管理装置(1)包括包含冷却器(13)的第四旁通支路(E)，所述第四旁通支路(E)将布置在第五连接点(55)下游的第三旁通支路(D)上于所述第五连接点(55)和内部蒸发器(11)之间的第七连接点(57)连接到布置在第六连接点(56)上游的第三旁通支路(D)上于所述第六连接点(56)和内部蒸发器(11)之间的第八连接点(58)，用于重新引导来自第一膨胀装置(7)的制冷剂流体的装置配置成将流体朝向外部蒸发器/冷凝器(9)或朝向内部蒸发器(11)和/或冷却器(13)重新引导。
4.如权利要求2所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，用于重新引导来自第一膨胀装置(7)的制冷剂流体的装置包括：
-第二截止阀(32)，其布置在内部蒸发器(11)上游的第三旁通支路(D)上于所述内部蒸发器(11)和第七连接点(57)之间，以及
-第三截止阀(33)，其布置在冷却器(13)上游的第四旁通支路(E)上于所述冷却器(13)和第七连接点(57)之间。
5.如权利要求4所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，所述可逆热管理装置包括供暖、通风和空调装置，内部空气流(200)设计成在该供暖、通风和空调装置内部沿乘客车厢的方向流通，内部蒸发器(11)和内部冷凝器(5)布置在所述供暖、通风和空调装置中，所述内部蒸发器(11)沿内部空气流(200)的流通方向布置在内部冷凝器(5)的上游。
6.如权利要求5所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，所述供暖、通风和空调装置包括挡板(300)，所述挡板(300)布置成阻挡内部空气流(200)，从而使其不穿过内部冷凝器(5)。
7.如权利要求1所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，所述可逆热管理装置包括内部热交换器(17)，所述内部热交换器(17)首先布置在第一止回阀(24)下游的第二旁通支路(C)上于所述第一止回阀(24)和第四连接点(54)之间，其次布置在压缩机(3)上游的主回路(A)上于所述压缩机(3)和第六连接点(56)之间。
8.如权利要求1所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，通过脉冲宽度调制信号来控制用于重新引导来自第一膨胀装置(7)的制冷剂流体的装置。
9.如权利要求1所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，所述可逆热管理装置包括布置在所述至少一个热交换器下游的第三旁通支路(D)上的第二膨胀装置(30)。
10.如权利要求1所述的可逆热管理装置(1)，其特征在于，所述可逆热管理装置还包括：
-用于阻挡制冷剂流体的阻挡装置(29)，其布置在至少一个热交换器下游的第三旁通支路(D)上，
-第五旁通支路(F)，其将布置在阻挡装置(29)和至少一个热交换器之间的第三旁通支路(D)上的第九连接点(59)连接到布置在所述第一止回阀(24)和第三连接点(53)之间的第二连接支路(C)上的第十连接点(60)，所述第五旁通支路(F)包括第三止回阀(26)，以阻挡来自第十连接点(60)的制冷剂流体，
-第四止回阀(27)，其布置在第三连接点(53)和第十连接点(60)之间的第二旁通支路(C)上，以阻挡来自第十连接点(60)的制冷剂流体，
-第六旁通支路(G)，其将布置在第十连接点(60)和第一止回阀(24)之间的第二旁通支路(C)上的第十一连接点(61)连接到布置在第二止回阀(25)下游的主回路(A)上于所述第二止回阀(25)和第二连接点(52)之间的第十二连接点(62)，所述第六旁通支路(G)包括第五止回阀(28)，以阻挡来自第十二连接点(62)的制冷剂流体，
-第三膨胀装置(19)，其布置在第十连接点(60)和第十一连接点(61)之间的第二旁通支路(C)上。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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